一种包含薄膜晶体管的LCD或有机EL显示器的转换组件。本发明专利技术是有关非晶形氧化物和采用该氧化物的薄膜晶体管。具体来说，提供电子载流子浓度未满1018/cm3的非晶形氧化物和采用该氧化物的薄膜晶体管。于具有源极电极6、汲极电极5、栅极电极4、栅极绝缘膜3和沟道层2的薄膜晶体管上，采用电子载流子浓度未满1018/cm3的非晶形氧化物作为前述沟道层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关包含薄膜晶体管的IXD或有机EL显示器的转换组件。
技术介绍
薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)是具有栅极极引出线、源极引出线和漏极引出线的三个引出线组件，采用已于基板上形成薄膜的半导体薄膜作为电子或空穴移动的沟道层，施加电压至栅极极引出线，控制流动于沟道层的电流，具有切换源极引出线和漏极引出线间的电流的机能的有源组件。目前最被广泛使用作TFT者，是以多晶硅膜或非晶形娃膜为沟道层材料的 MIS-FET (Metal Insulator Semiconductor Field EffectTransistor)组件。 另外，最近将已采用ZnO的透明导电性氧化物多晶薄膜用于沟道层的TFT，正予蓬勃的开发着(专利文献I)。上述薄膜可于低温形成薄膜，且对可见光是透明的，故于塑料板或薄膜等的基板上可形成可挠性透明TFT。然而，公知的ZnO未能形成室温稳定的非晶形相，几乎所有的ZnO均呈现多晶相，由于多晶晶粒界面的乱射，以致未能增加电子移动度。再者，ZnO是容易有氧缺陷现象，会大量发生载流子电子，欲降低导电率是较困难的。因此，欲增加晶体管的连通.断开比也是困难的。另外,于专利文献2内记载着以ZnxMyInz0(x+3y/2+3z/2)(式内M是Al和Ga中至少一种元素，比率x/y在0. 2 12的范围，比率z/y在0. 4 I. 4的范围)表示的非晶形氧化物作为非晶形氧化物。然而，在此所得的非晶形氧化物膜的电子载流子浓度是IO1Vcm3以上，虽然单单用作透明电极即已足够，但却较难适用于TFT的沟道层。何以如此，于以上述非晶形氧化物膜为沟道层的TFT，未能充分取得连通.断开比，显而可知并不适用于正常断开型(normally off)的 TFT。专利文献I :日本特开2003-298062号公报专利文献2 日本特开2000-044236号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供电子载流子浓度低的非晶形氧化物，再者提供以采用各该非晶形氧化物于沟道层的薄膜晶体管。本专利技术是⑴以电子载流子浓度未满IO1Vcm3为特征的非晶形氧化物。另外，本专利技术是优选以电子载流子浓度IO1Vcm3以下或IOlfVcm3以下的非晶形氧化物。另外，本专利技术是(2)以使电子载流子浓度增加，同时使电子移动度增加为特征的非晶形氧化物。另外，本专利技术是(3)以电子移动度超过O. Icm2/(V·秒)为特征的上述(I)或(2)所述的非晶形氧化物。另外，本专利技术是(4)表示导电衰退的上述(2)或(3)所述的非晶形氧化物。在此所谓的导电衰退是指电阻于温度相依性的热活化能量于30meV以下的状态。另外，本专利技术的其它形态是(5)以Zn、In和Sn的中至少一种的元素为构成成分，以(Sn1JMx) 02]a · b ·c表示的上述的⑴至(4)的任一项记载的非晶形氧化物。另外，本专利技术是于上述(5)的专利技术内也可含有V族(5族)元素M5(V、Nb、Ta)或W的中至少一种元素。本专利技术的其它形态是(6)采用结晶状态的组成为(IrvyIOy) 203 (Ζηι_χΜ2χ0)m的化合物单体或m值不同的化合物的混合体的上述(I)为(4)的任一项记载的非晶形氧化物的薄膜晶体管。至于M3,例如可为Ga,至于M2,例如可为Mg。 另外，本专利技术是已设于玻璃基板、金属基板、塑料基板或塑料薄膜上的(I)至(6)中任一项所述的非晶形氧化物。另外，本专利技术是已使用上述非晶形氧化物于沟道层的电场效应型晶体管。另外，与本专利技术有关的电场效应型晶体管是以A1203、Y203或HfO2的一种，或以含有至少二种该些化合物的混晶化合物为栅极絶缘层为特征。另外，本专利技术的其它形态，是(7)以由In-Ga-Zn-O构成，结晶状态的组成为InGaO3 (ZnO) m(m是未满6的自然数)表示，电子移动度超过Icm2/(V ·秒)且电子载流子浓度未满IO1Vcm3为特征的透明半絶缘性非晶形氧化物膜。另外，本专利技术的其它形态，是⑶以由In-Ga-Zn-Mg-O构成，结晶状态的组成为InGaO3(ZrvxMgxO)m(m是未满6的自然数，以O < x彡I表示，电子移动度超过Icm2/(V 秒)且电子载流子浓度未满IO1Vcm3为特征的透明半絶缘性非晶形氧化物膜。再者另外，本专利技术是刻意的不添加供提高电阻而用的杂质离子，使于含氧气的气氛中进行成膜为特征的上述的透明半絶缘性非晶形氧化物膜的制造方法。再者另外，与本专利技术有关的薄膜晶体管是具有源极电极、漏极电极、栅极电极、栅极絶缘膜和沟道层，于前述沟道层内采用电子载流子浓度未满IO1Vcm3的非晶形氧化物为特征。前述非晶形氧化物的电子载流子浓度以于IO1Vcm3以下或IOlfVcm3以下为宜。在此，前述非晶形氧化物是含有In、Ga、Zn的氧化物,原子数比是In Ga Zn = I I m(m< 6)。或前述非晶形氧化物是含有In、Ga、Zn和Mg的氧化物，原子数比是In Ga ZrvxMgx=I : I : m(m<6),0<x^lo 另外，前述非晶形氧化物是由InxGah氧化物(O彡x彡I)、InxZn1^x氧化物(O. 2 ^ X ^ I)、InxSrih 氧化物(O. 8 ^ x ^ I)或 Inx(Zn、Sn) 氧化物(O. 15 < x < I)选出的非晶形氧化物。另外，于与薄膜晶体管有关的本专利技术内，是可采用随着电子载流子浓度的增加，电子移动度同时增加的材料作为前述记非晶形氧化物。若依本专利技术时，则可提供电子载流子浓度低的非晶形氧化物，同时可提供采用该非晶形氧化物于沟道层的薄膜晶体管。附图说明图I是表示以脉冲蒸镀法成膜的In-Ga-Zn-O系非晶形氧化物的电子载流子浓度与成膜中的氧分压力的关系图。图2是表示以脉冲蒸镀法成膜的In-Ga-Zn-O系非晶形氧化物的电子载流子浓度与电子移动度的关系图。图3是表示以高频溅镀法成膜的In-Ga-Zn-O系非晶形氧化物的电子载流子浓度与成膜中的氧分压的关系图。 图4是表示对以脉冲蒸镀法成膜的InGaO3 (Zn1^xMgxO) 4的x值的导电率、电子载流子浓度与电子移动度的的变化图。图5是表示顶层栅极型TFT组件构造的模式图。图6是表示顶层栅极型TFT组件的电流-电压特性图。图7是表示脉冲激光蒸镀装置的模式图。图8是表示溅镀制膜装置的模式图。附图中标号说明I-玻璃基板或PET薄膜；2-沟道层；3-栅极绝缘膜；4-栅极引出线；5-漏极引出线；6-源极引出线701、715-RP (旋转型唧筒)；702、714_TMP(涡轮分子唧筒)；703-准备室；704-RHEED 用电子枪；705-基板支持设备；706-激光入射窗；707-基板；708-靶材；709-游离基源；710-气体导入口 ；711-靶材支持设备；712-旁通管线；713-主管线；716-钛除气唧筒；717-快门；718-IG (离子真空计)；719_PG(皮拉尼真空计)；720-BG(巴拉特龙真空计)；721-成长室；805-附冷却机构的基板支持装置；807-被成膜基板；808-靶材；814-涡轮分子唧筒； 815-旋转唧筒；817-快门;818-离子真空计；819-皮拉尼真空计；821-成长本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包含薄膜晶体管的LCD或有机EL显示器的转换组件，所述薄膜晶体管是具有沟道层、闸极绝缘膜、闸极电极、源极电极和汲极电极的薄膜晶体管，其特征在于，前述沟道层是利用气相成膜法在玻璃基板、塑料基板或塑料膜上成膜且含有In、Ga、Zn及O元素的透明非晶形氧化物薄膜，所述氧化物的组成以结晶化时的组成表示为InGaO3(ZnO)m其中m为小于6的自然数，所述薄膜晶体管具有在不添加杂质离子的情况下，电子移动度是1cm2/V·秒以上、电子载流子浓度为1018/cm3以下的半绝缘性，且连通·断开比超过103的晶体管特性。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：细野秀雄，平野正浩，太田裕道，神谷利夫，野村研二，
申请(专利权)人：独立行政法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：
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